(57)【要約】【課題】    本発明は、工程、装置を複雑化することなく、要求される特性を有する半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製できる技術を提供することを目的とする。【解決手段】    本発明の半導体装置の一は、基板上に設けられた薄膜回路部と、薄膜回路部と電気的に接続し、基板上及び薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層とを有する。また、本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に薄膜回路部を設置し、基板上及び薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。【選択図】  図１
2006237402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた薄膜回路部と、前記薄膜回路部と電気的に接続し、前記基板上及び前記薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、前記基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
第１の可撓性を有する基板上に設けられた薄膜回路部と、前記薄膜回路部と電気的に接続し、前記第１の可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層と、前記薄膜回路部上及び前記導電層上を覆う第２の可撓性を有する基板とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３において、前記第１の可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一項において、前記薄膜回路部は、記憶装置を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５において、前記記憶装置は有機材料を含む絶縁層を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
基板上に薄膜回路部を設置し、
前記基板上及び前記薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
基板上に薄膜回路部を設置し、
前記基板上及び前記薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８において、前記基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層を形成し、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
基板上に複数の薄膜回路部を形成し、
前記基板から前記薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、
前記可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
基板上に複数の薄膜回路部を形成し、
前記基板から前記薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、
前記可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、前記薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１において、前記可撓性を有する基板上及び前記薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層を形成し、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか一項において、前記可撓性を有する基板上に形成したマーカを用いて、可撓性を有する基板上に前記薄膜回路部を選択的に剥離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１３において、前記マーカは、レーザ光を照射することによって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１３において、前記マーカは、印刷法によって形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、及び半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個々の対象物にＩＤ（個体識別番号）を与えることで、その対象物の履歴等の情報を明確にし、生産・管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。その中でも、非接触でデータの送受信が可能な半導体装置の開発が進められている。このような半導体装置として、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）（ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、ＲＦタグ（Radio Frequency）、無線タグ、電子タグ、無線チップともよばれる）等が企業内、市場等で導入され始めている。
【０００３】
これらの半導体装置の多くは、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板を用いた回路（以下、ＩＣ（Integrated Circuit）チップとも記す）とアンテナとを有し、当該ＩＣチップは記憶回路（以下、メモリとも記す）や制御回路等から構成されている。また、半導体装置の用途によって、要求される機能は多種多様に及ぶ。より目的に即したサービスが安定して提供できる半導体装置の開発が盛んに行われている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１５１９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では、工程、装置を複雑化することなく、要求される特性を有する半導体装置を提供することを目的とする。また、半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製できる技術を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体装置は、主にトランジスタなどからなる薄膜回路（ＩＣチップともよばれる）とアンテナとを有しており、薄膜回路は記憶回路（以下、メモリとも記す）や制御回路等から構成されている。本明細書中において、薄膜回路とは、厚さ１μｍ以下の半導体膜で薄膜トランジスタ、ダイオードなどの能動素子、抵抗などの受動素子を形成した回路であり、トランジスタなどより構成される記憶回路や制御回路等を総称して薄膜回路部と呼ぶ。薄膜回路部と電気的に接続している導電層をアンテナ、又はアンテナ部とも呼ぶ。薄膜回路部とアンテナである導電層は、薄膜回路部の有する配線層に導電層が接して形成されることによって、電気的に接続する。
【０００６】
本発明では、薄膜回路部を基板上に複数形成し、その薄膜回路部を選択的に剥離し、封止するフィルムでもある基板上に貼り付け設置する。基板上の薄膜回路部の設置される位置は、薄膜回路部のアンテナの構造や大きさによって、間隔などを制御する。制御は、基板上にアライメント制御用のマーカを形成し、機械を用いた量産も可能である。
【０００７】
基板上に設置された薄膜回路部の有する配線層に接するように、薄膜回路部及び基板に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させることによってアンテナとして機能する導電層を形成する。よって基板上に設けられた薄膜回路部と薄膜回路部に電気的に接続するアンテナからなる半導体装置を形成することができる。アンテナを直接薄膜回路部に形成するため、熱や圧力などを薄膜回路部に加えないので、薄膜回路部へのダメージが防げ、信頼性が向上する。また、工程も簡略化するので、低コストで生産性も向上する。
【０００８】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置を指す。本発明を用いて多層配線層や、プロセッサチップなどの半導体装置を作製することができる。
【０００９】
本発明の半導体装置の一は、基板上に設けられた薄膜回路部と、薄膜回路部と電気的に接続し、基板上及び薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層とを有する。
【００１０】
上記構成において、基板上及び薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、前記フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有してよい。
【００１１】
本発明の半導体装置の一は、第１の可撓性を有する基板上に設けられた薄膜回路部と、薄膜回路部と電気的に接続し、第１の可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上に連続的に設けられた導電層と、薄膜回路部上及び導電層上を覆う第２の可撓性を有する基板とを有する。
【００１２】
上記構成において、第１の可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上にフッ化炭素基を有する物質を含む層と、フッ化炭素基を有する物質を含む層上に前記導電層を有してもよい。
【００１３】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に薄膜回路部を設置し、基板上及び薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。
【００１４】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に薄膜回路部を設置し、基板上及び薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。
【００１５】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に複数の薄膜回路部を形成し基板から薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させ、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。
【００１６】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に複数の薄膜回路部を形成し、基板から薄膜回路部を選択的に剥離し、可撓性を有する基板上に接着し、可撓性を有する基板上及び薄膜回路部上に導電性材料を含む組成物を印刷し、薄膜回路部と電気的に接続する導電層を形成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、より高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法に関して図１を用いて説明する。
【００２０】
本発明の半導体装置は、主にトランジスタなどからなる薄膜回路（薄膜回路ともよばれる）とアンテナとを有しており、薄膜回路は記憶回路（以下、メモリとも記す）や制御回路等から構成されている。本明細書中において、薄膜回路とは、厚さ１μｍ以下の半導体膜で薄膜トランジスタ、ダイオードなどの能動素子、抵抗などの受動素子を形成した回路であり、トランジスタなどより構成される記憶回路や制御回路等を総称して薄膜集積回路部と呼ぶ。また薄膜回路を有する基板を薄膜回路付き基板とも記す。
【００２１】
本実施の形態では、薄膜回路部を基板上に複数形成し、その薄膜回路を選択的に剥離し、封止するフィルムでもある基板上に貼り付け設置する。基板上の薄膜回路の設置される位置は、薄膜回路のアンテナの構造や大きさによって、間隔などを制御する。制御は、基板上にマーカを形成しアライメントをとることでき、機械を用いた量産も可能である。剥離、及び接着には、剥離層、接着層などを用いて行う。
【００２２】
基板上に設置された薄膜回路部の有する配線層に接するように、薄膜回路部及び基板に、流動性を有する導電性材料を含む組成物を付着させることによってアンテナとして機能する導電層を形成する。よって基板上に設けられた薄膜回路部と薄膜回路部に電気的に接続するアンテナからなる半導体装置を形成することができる。アンテナを他の基板に形成し、異方性導電性ペースト（ＡＣＰ）や異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）などを介して、熱と圧力によって圧着し、電気的導通と接続をとる実装方法と比較し、本実施の形態は、アンテナを直接薄膜回路部に形成するため、熱や圧力などを薄膜回路部に加えないので、薄膜回路部へのダメージが防げ、信頼性が向上する。また、工程も簡略化するので、低コストで生産性も向上する。
【００２３】
また、半導体装置の用途によって求められる機能が異なり、アンテナの構造や大きさも変化する。アンテナの特性は、アンテナの形態に依存するからである。アンテナがリーダライタで共振したときに発生する起電力は、アンテナのコイルの周波数、巻数、面積等に依存し、起電力が高い時の周波数である共振周波数は、コイルのインダクタンス、容量に依存する。そしてコイルのインダクタンスは、コイルの大きさ、形状、巻き数、隣接するコイル間の距離など、コイルの形態に依存するからである。従って、受信すべき周波数によっては、アンテナが薄膜回路部のサイズよりも大きくなる場合がある。この場合、基板上に薄膜回路部及びアンテナを形成後、フィルムなどの可撓性を有する基板に貼り付けると、基板上に形成できる半導体装置は、アンテナの大きさで決まってしまうため数が減少し、生産性が悪い。
【００２４】
本実施の形態を用いると、薄膜回路部を基板に選択的に貼り付けた後、アンテナを形成するので、基板上に形成できる半導体装置の数は、薄膜回路部の大きさで決定することができる。薄膜回路部を基板上に設置する位置を制御することによって、多種多様なアンテナを自由に形成することができる。また、アンテナは、流動性を有する導電性材料を含む組成物を用いて形成することができる印刷法などを用いるので、アンテナの膜厚の増加も可能であり、膜厚の大きさの設定の自由度が高い。
【００２５】
基板５０上に、基板５０上に設けられたアライメント用のマーカ８０ａ、マーカ８０ｂを用いて位置あわせを行いながら、薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂを設置し固定する。固定は接着層を用いることができる。また、薄膜回路部の配置は、フリップチップボンダ装置などを用いて機械的に行うと生産性が向上する。図示しないが、薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂは接着層によって基板５０に接着される（図１（Ａ１）（Ａ２）参照。）。なお、図１（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）は半導体装置の上面図であり、図１（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）は、各上面図における線Ｙ−Ｚに対応する断面図である。
【００２６】
基板５０上に設けられた薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂ上にアンテナとして機能する導電層５２ａ、導電層５２ｂを印刷法により形成する（図１（Ｂ１）（Ｂ２）参照。）。薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂは、表面に露出した配線層を有しており、その配線層と導電層５２ａ、導電層５２ｂとが接するように形成することで、薄膜回路部５１ａと導電層５２ａ、薄膜回路部５１ｂと導電層５２ｂとがそれぞれ電気的に接続する。本実施の形態では、アンテナとして機能する導電層５２ａ及び導電層５２ｂは、薄膜回路部５１ａ及び薄膜回路部５１ｂと比較して大きなサイズであるため、導電層５２ａ、導電層５２ｂは、薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂを跨ぐようにして基板５０上にも接するように形成される。またこの時、本実施の形態のように薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂの側端部にも導電層５２ａ、導電層５２ｂが接して形成される場合もある。薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂの側端部の形状、及び導電層５２ａ、導電層５２ｂの膜厚によっては、導電層５２ａ、導電層５２ｂが薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂの側端部に接しない場合、一部のみ接する場合などがある。
【００２７】
基板５０、薄膜回路部５１ａ、薄膜回路部５１ｂ、導電層５２ａ、導電層５２ｂを覆うように絶縁層５３を形成する。本実施の形態では、絶縁層５３も印刷法を用いて形成する。絶縁層５３は、スピンコート法などの塗布法や、液滴吐出法などによって形成してもよい（図１（Ｃ１）、（Ｃ２）参照。）。絶縁層５３のみで十分封止ができる場合はよいが、絶縁層５３上を、フィルムなどの可撓性を有する基板で覆うように封止することが好ましい。図１（Ｃ１）で示す点線によって分断することで個々の半導体装置とすることができる。以上の工程によって薄膜回路及びアンテナを備えた半導体装置を作製することができる。
【００２８】
より具体的な例を、図２を用いて詳しく説明する。基板６０上に複数の薄膜回路部が形成されている。薄膜回路部は基板６０と剥離層を介して接している。図２では、配線層が露出して形成されている薄膜回路部の領域を明らかに示すため、薄膜回路部と配線層を有する領域を上下２つの領域に分けて示している。基板６０上に、薄膜回路部は、配線層を表面に露出して形成されており、図２（Ａ１）における上面図では、配線層６２ａ、配線層６２ｂ、配線層６２ｃ、配線層６２ｄ、配線層６２ｅが確認でき、基板６０側に面している薄膜回路部６１ａ、薄膜回路部６１ｂ、薄膜回路部６１ｃ、薄膜回路部６１ｄ、薄膜回路部６１ｅは図２（Ａ２）で示すように各配線層の下側に積層して形成されている。図２はあくまで模式図であり、配線層の露出領域が薄膜回路部においてどこに有しているのかを示すものであり、形状などは図２に限定されず、薄膜回路部上全面に配線層が形成されている必要はない。これは図３の模式図においても同様である。
【００２９】
基板６０上には、アライメント制御用のマーカ８１が形成されている。図２（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、（Ｄ１）は半導体装置の上面図であり、図２（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）、（Ｄ２）は、各上面図における線Ｖ−Ｘに対応する断面図である。可撓性を有する転写用基板６３の、剥離する薄膜回路部の領域に接着層８５ａ、接着層８５ｂを形成する。薄膜回路部６１ａ、薄膜回路部６１ｂ、薄膜回路部６１ｃ、薄膜回路部６１ｄ、薄膜回路部６１ｅと基板６０との間に設けられている剥離層を一部、もしくは全部除去した後、選択的に接着層を有する転写用基板６３を、接着層が配線層と向き合うように、貼り合わせ、剥離する。図２（Ｂ２）のように、基板６０上に形成された薄膜回路部６１ａの有する配線層６２ａは接着層８５ａと、薄膜回路部６１ｅの有する配線層６２ｅは接着層８５ｂと接着し、基板６０より剥離され、転写用基板６３に接着する（図２（Ｂ１）参照。）。
【００３０】
この剥離工程も、アライメント制御用のマーカ８２ａ、８２ｂを用いて位置制御行うことができる。図２においては、マーカを転写用基板６３の角の４個所と、薄膜回路を接着する各領域に形成する例を示すが、マーカは単数でもよいし、より多くの個所に複数形成してもよい。マーカは、その位置制御の要求される正確さや、アライメント制御する基板のサイズなどによって適宜設定すればよい。これは図３においても同様である。マーカは、フォトリソグラフィ法を用いて、基板をエッチングして形成することができる。その他、レーザ光の照射や、印刷法によって形成することもできる。また、印刷法によって導電性材料を含む組成物よりマーカを形成し、その後アンテナとして機能する導電層をそのマーカ上に形成し、マーカを導電層の一部とすることもできる。またマーカはどのような形状を有していてもよく、十字、丸状、角状、線状等を有することができる。
【００３１】
図２（Ｂ１）では、薄膜回路部６１ａ、薄膜回路部６１ｅ上面に露出しており、配線層６２ａ、配線層６２ｂが転写用基板６３側に接している。配線層と、アンテナとして機能する導電層とを接して形成し、電気的に接続させなければならないため、もう一度可撓性を有する基板による剥離、転写工程を行い、配線層を表面に露出させる。選択的に接着層８６ａ、接着層８６ｂが設けられた可撓性を有する基板６４を、薄膜回路部６１ａ、薄膜回路部６１ｅに接着させ、転写用基板６３より剥離する（図２（Ｃ２）参照。）。剥離工程の後、配線層６２ａ、配線層６２ｂに残存する接着層８５ａ、接着層８５ｂを除去し、図２（Ｃ１）の上面図で示すように、基板６４上に薄膜回路部６１ａ、薄膜回路部６１ｂが、配線層６２ａ、配線層６２ｂを表面に露出した状態で設置される。接着層８５ａ、接着層８５ｂより、接着層８６ａ、接着層８６ｂの方がより接着力が強い接着層を用いてもよいし、接着層８５ａ、接着層８５ｂに紫外線剥離性の接着層、接着層８６ａ、接着層８６ｂに紫外線硬化性の接着層を用いて、紫外線照射により接着力を制御してもよい。これは、本明細書中において、接着層の接着力を用いて行う剥離、接着の工程でも同様である。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。
【００３２】
露出している配線層６２ａ、配線層６２ｂ、及び基板６４に接するようにアンテナとして機能する導電層６７ａ、導電層６７ｂを印刷法により形成し、導電層６７ａ、導電層６７ｂを覆う絶縁層、又は基板を設け（図示せず）、半導体装置６８ａ、半導体装置６８ｂを作製する（図２（Ｄ１）（Ｄ２）参照。）。半導体装置６８ａ、半導体装置６８ｂは、図２（Ｄ１）で示す点線で分断することで個々の半導体装置６８ａ、半導体装置６８ｂとなる。
【００３３】
なお、本実施の形態に示した例はごく一例であり、アンテナの形状を限定するものではない。あらゆる形状のアンテナについて本発明は実施することが可能である。図１では直線状のアンテナ形状を示したが、例えば矩形状に巻かれたアンテナ、又は円状のアンテナであってもよい。アンテナ形状の他の例を図２０に示す。図２０（Ａ）（Ｂ）の半導体装置は、基板４０、又は基板４５上に形成された２つの半導体装置であり、点線部分で分断することで、個々の半導体装置とすることができる。図２０（Ａ）の半導体装置はそれぞれ、薄膜回路部４１ａ及びアンテナとして機能する導電層４２ａ、薄膜回路部４１ｂ及びアンテナとして機能する導電層４２ｂとで構成され、基板４０上にはアライメント制御用のマーカ４３ａ、マーカ４３ｂとが設けられている。導電層４２ａ、導電層４２ｂはコイル状に巻かれた形状となっている。また、図２０（Ｂ）の半導体装置はそれぞれ、薄膜回路部４６ａ及びアンテナとして機能する導電層４７ａ、薄膜回路部４６ｂ及びンテナとして機能する導電層４７ｂとで構成され、基板４５上にはアライメント制御用のマーカ４８ａ、マーカ４８ｂとが設けられている。導電層４７ａ、導電層４７ｂはＴ字型の形状の２つの導電層が向き合うように、薄膜回路部４６ａ、薄膜回路部４６ｂに２個所で接続している。図２０（Ｂ）のように、アンテナは複数設けてもよく、薄膜回路部との接続個所も複数でもよい。
【００３４】
図２における半導体装置の作製工程を、図２（Ｄ）線Ｑ−Ｒに対応する断面図である図５、図６を用いて説明する。
【００３５】
図５（A）は、図２（Ａ1）の工程に対応しており、基板６０に薄膜回路部が配線層２０５ｂを露出して形成されている。基板６０上に、剥離層２２２、絶縁層２０１ａ、絶縁層２０１ｂ、ゲート絶縁層２０８、ｐ型不純物領域２０６ａを含む半導体層２０４ａ及びゲート電極層２０２ａを有するｐチャネル型薄膜トランジスタ２１０ａ、ｎ型不純物領域２０６ｂを含む半導体層２０４ｂ及びゲート電極層２０２ｂを有するｎチャネル型薄膜トランジスタ２１０ｂ、絶縁層２０９、絶縁層２１１が形成されている。ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１０ａ、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２１０ｂの半導体層２０４ａ、半導体層２０４ｂとそれぞれに接続する配線層２０５ａ、配線層２０５ｂ、配線層２０５ｃは絶縁層２１１上に形成され、配線層２０５ｂ上の一部を露出するように絶縁層２０７ａ、絶縁層２０７ｂが形成されている。ｐチャネル型薄膜トランジスタ２１０ａとｎチャネル型薄膜トランジスタ２１０ｂとは電気的に接続しておりＣＭＯＳ構造となっている。
【００３６】
その後図２のように、剥離層２２２を除去し、剥離工程を行い、図２（Ｄ１）の工程に対応する図５（Ｂ）のように、アンテナとして機能する導電層２１２が印刷法により形成される。各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷などを用いることができる。図５（Ｂ）においてはスクリーン印刷法を用いる。具体的には、金網（メッシュ）２１４及びマスク用の乳剤２１３が枠に設けられたスクリーン印刷版を配線層２０５ｂ上に設ける。次に、スクリーン印刷版上に組成物（ペースト）２１５を設け、スキージ２１６やローラー等を用いて組成物（ペースト）２１５を押し出す。この結果、配線層２０５ｂ上に組成物（ペースト）を塗布印刷することができる。なお、スキージやローラーでペーストを押し出す前に、スクレッパでペーストをスクリーン印刷版上に広げてもよい。印刷塗布された組成物（ペースト）を乾燥・焼成することで、導電層２１２を形成することができる（図５（Ｂ）参照。）。
【００３７】
導電層２１２及び薄膜回路部を覆うように絶縁層２２０を形成し、可撓性を有する基板２２１で封止し半導体装置を作製する（図６（Ａ）（Ｂ）参照。）。図６（Ａ）では、絶縁層２２０を導電層２１２と同様にスクリーン印刷法によって形成する。
【００３８】
他の例を、図３を用いて詳しく説明する。図２においては、薄膜回路部が形成される基板上に、配線層が上部表面に露出している例を示したが、図３では、配線層が基板側に達して形成されている例を示す。図３にも図２と同様に基板７０上に複数の薄膜回路部が形成されている。また、薄膜回路部は基板７０と剥離層を介して接している。図３でも、配線層が露出して形成されている薄膜回路部の領域を明らかに示すため、薄膜回路部と配線層を有する領域を図中のハッチを変えて示している。基板７０上に、薄膜回路部は、配線層が基板７０側に一部露出して形成されており、図３（Ａ１）における上面図では、配線層７２ａ、配線層７２ｂ、配線層７２ｃ、配線層７２ｄ、配線層７２ｅが確認でき、基板７０側に面している薄膜回路部７１ａ、薄膜回路部７１ｂ、薄膜回路部７１ｃ、薄膜回路部７１ｄ、薄膜回路部７１ｅは図３（Ａ２）で示すように各配線層の下側に積層して形成されている。
【００３９】
基板７０上には、アライメント制御用のマーカ８３が形成されている。図３（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）は半導体装置の上面図であり、図３（Ａ２）、（Ｂ２）、（Ｃ２）は、各上面図における線Ｕ−Ｗに対応する断面図である。可撓性を有する基板７４に、剥離する薄膜回路部の領域に接着層８７ａ、接着層８７ｂを形成する。薄膜回路部７１ａ、薄膜回路部７１ｂ、薄膜回路部７１ｃ、薄膜回路部７１ｄ、薄膜回路部７１ｅと基板７０との間に設けられている剥離層を一部、もしくは全部除去した後、選択的に接着層を有する基板７４を、接着層が配線層と向き合うように、貼り合わせ、剥離する。図３（Ｂ２）のように、基板７０上に形成された薄膜回路部７１ａの有する配線層７２ａは接着層８７ａと、薄膜回路部７１ｅの有する配線層７２ｅは接着層８７ｂと接着し、基板７０より剥離され、基板７４に接着する（図３（Ｂ１）参照。）。この剥離工程も、アライメント制御用のマーカ８４ａ、８４ｂを用いて位置制御を行うことができる。
【００４０】
図３（Ｃ１）の上面図で示すように、基板７４上に薄膜回路部７１ａ、薄膜回路部７１ｂが、配線層７２ａの一部、配線層７２ｂの一部を表面に露出した状態で設置される。露出している配線層７２ａ、配線層７２ｂ、及び基板７４に接するようにアンテナとして機能する導電層７７ａ、導電層７７ｂを印刷法により形成し、導電層７７ａ、導電層７７ｂを覆う絶縁層、又は基板を設け（図示せず）、半導体装置７６ａ、半導体装置７６ｂを作製する（図３（Ｃ１）（Ｃ２）参照。）。半導体装置７６ａ、半導体装置７６ｂは、図３（Ｃ１）で示す点線によって分断することで個々の半導体装置７６ａ、半導体装置７６ｂとなる。
【００４１】
図３における半導体装置の作製工程を、図３（Ｄ）線Ｓ−Ｔに対応する断面図である図７、図８を用いて説明する。
【００４２】
図７（A）は、図３（Ａ1）の工程に対応しており、基板７０に薄膜回路部が配線層２３５ｂを基板７０に達する様にコンタクトホールに形成されている。基板７０上に、剥離層２３２、絶縁層２３１ａ、絶縁層２３１ｂ、ゲート絶縁層２３８、図５と同様の構造のｐチャネル型薄膜トランジスタ２３０ａ、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２３０ｂ、絶縁層２３９、絶縁層２４５が形成されている。ｐチャネル型薄膜トランジスタ２３０ａとｎチャネル型薄膜トランジスタ２３０ｂとは電気的に接続しておりＣＭＯＳ構造となっている。ｐチャネル型薄膜トランジスタ２３０ａ、ｎチャネル型薄膜トランジスタ２３０ｂの半導体層とそれぞれに接続する配線層２３５ａ、配線層２３５ｂ、配線層２３５ｃは絶縁層２１１上に形成され、配線層２３５ｂは、絶縁層２４５、絶縁層２３９、ゲート絶縁層２３８、絶縁層２３１ｂ、絶縁層２３１ａに形成されたコンタクトホールに基板７０と接するように形成されている。また、薄膜回路部を覆うように絶縁層２３７が形成されている。
【００４３】
その後図３のように、剥離層２３２を除去し、剥離工程を行い、図３（Ｃ１）の工程に対応する図７（Ｂ）のように、アンテナとして機能する導電層２４１が液滴吐出装置２４０を用いた液滴吐出法により形成される。液滴吐出法とは流動体である構成物形成材料を含む組成物を、液滴として吐出（噴出）し、所望なパターン形状に形成する方法である。構成物の被形成領域に、構成物形成材料を含む液滴を吐出し、焼成、乾燥等を行って固定化し所望なパターンの構成物を形成する。
【００４４】
液滴吐出法に用いる液滴吐出装置の一態様を図１９に示す。液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２は制御手段１４０７に接続され、それがコンピュータ１４１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。描画するタイミングは、例えば、基板１４００上に形成されたマーカ１４１１を基準に行えば良い。或いは、基板１４００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これを撮像手段１４０４で検出し、画像処理手段１４０９にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ１４１０で認識して制御信号を発生させて制御手段１４０７に送る。撮像手段１４０４としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を利用したイメージセンサなどを用いることができる。勿論、基板１４００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１４０８に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段１４０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源１４１３、材料供給源１４１４より配管を通してヘッド１４０５、ヘッド１４１２にそれぞれ供給される。
【００４５】
ヘッド１４０５内部は、点線１４０６が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド１４１２もヘッド１４０５と同様な内部構造を有する。ヘッド１４０５とヘッド１４１２のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、導電性材料や有機、無機材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、層間膜のような広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド１４０５、ヘッド１４１２は基板上を、矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。
【００４６】
液滴吐出法を用いて導電層を形成する場合、粒子状に加工された導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成によって融合や融着接合させ固化することで導電層を形成する。このように導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成することによって形成された導電層（または絶縁層）においては、スパッタ法などで形成した導電層（または絶縁層）が、多くは柱状構造を示すのに対し、多くの粒界を有する多結晶状態を示すことが多い。
【００４７】
導電層２４１及び薄膜回路部を覆うように絶縁層２４３を形成し、可撓性を有する基板２４４で封止し半導体装置を作製する（図７（Ａ）（Ｂ）参照。）。図７（Ａ）では、絶縁層２２０をスピンコート法によって形成する。
【００４８】
流動性を有する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いるとことができる。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等、又は水を用いる。
【００４９】
吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものであるが、他にも分散剤や、バインダーと呼ばれる熱硬化性樹脂が含まれている。特にバインダーに関しては、焼成時にクラックや不均一な焼きムラが発生するのを防止する働きを持つ。よって、形成される導電層には、有機材料が含まれることがある。含まれる有機材料は、加熱温度、雰囲気、時間により異なる。この有機材料は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂などであり、代表的には、ポリイミド、アクリル、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等や、公知の有機樹脂が挙げられる。
【００５０】
図２、図３では、基板上に形成された薄膜回路部を選択的に封止フィルムとなる基板に剥離、接着して半導体装置を作製する例を示した。他の薄膜回路部の設置例を図４に示す。
【００５１】
図４でも図２と同様、基板３０上に複数の薄膜回路部が剥離層を介して形成されている。薄膜回路部３１ａ、薄膜回路部３１ｂ、薄膜回路部３１ｃ、薄膜回路部３１ｄ、薄膜回路部３１ｅはそれぞれ、配線層３２ａ、配線層３２ｂ、配線層３２ｃ、配線層３２ｄ、配線層３２ｅを有している（図４（Ａ１）（Ａ２）参照。）。薄膜回路部３１ａ、薄膜回路部３１ｂ、薄膜回路部３１ｃ、薄膜回路部３１ｄ、薄膜回路部３１ｅ下の剥離層を一部、又は全部除去し、基板３０から剥離しやすい状態にする。接着面を有する可撓性の基板３３を薄膜回路部３１ａ、薄膜回路部３１ｂ、薄膜回路部３１ｃ、薄膜回路部３１ｄ、薄膜回路部３１ｅの配線層３２ａ、配線層３２ｂ、配線層３２ｃ、配線層３２ｄ、配線層３２ｅ側に接着し、剥離する（図４（Ｂ２）（Ｂ２）参照。）。図２と同様に配線層が再度上面に露出するように、接着面を有する可撓性の基板３４を薄膜回路部３１ａ、薄膜回路部３１ｂ、薄膜回路部３１ｃ、薄膜回路部３１ｄ、薄膜回路部３１側に接着し、配線層３２ａ、配線層３２ｂ、配線層３２ｃ、配線層３２ｄ、配線層３２ｅが露出した状態とする（図４（Ｃ１）（Ｃ２）参照。）。その後、図４（Ｃ１）の点線部で基板３４を分断し、個々の薄膜回路部とする。個々に分断された基板を有する薄膜回路部３８ａ、３８ｂは、基板３４ごと封止材となる可撓性の基板３５に選択的に設置される。配線層及び基板３５上に、アンテナとして機能する導電層３７ａ、導電層３７ｂを印刷法により形成する。その後導電層３７ａ、導電層３７ｂを覆う絶縁層、又は基板を設け封止し、レーザ光などで図４（Ｄ１）における点線で分断して半導体装置を作製する。図４の場合、導電層３７ａは、基板を有する薄膜回路部３８ａを覆うように形成するため、導電層３７ａの膜厚は、基板を有する薄膜回路部３８ａの膜厚と同程度以上が好ましい。導電層３７ａの膜厚は、導電層３７ａの被形成領域の、流動性を有する導電性材料を含む組成物に対するぬれ性を制御することで、調整することができる。実施の形態２で詳述するが、流動性を有する導電性材料を含む組成物に対する接触角が大きくなるように被形成領域を制御すれば、組成物はぬれ広がらないので、膜厚を厚く形成することができる。また、導電層３７ａの膜厚が薄く、膜として連続性を有さない場合は、導電層を再度印刷法によって積層することもできる。
【００５２】
薄膜回路部を作製する基板、としては、ガラス基板や可撓性基板の他、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板等を用いることができる。可撓性を有する基板としては、折り曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなるプラスチック基板等が挙げられる。また、ラミネートフィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）などを用いることもできる。本明細書において、基板とは薄膜回路部及びアンテナを封止することができる支持材であり、前述の様々な材料からなる基材等を含む。
【００５３】
薄膜回路部及びアンテナを、可撓性を有する基板上に接着し、設置することで、可撓性を有する半導体装置を得ることができる。フィルムは、熱圧着により、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、基板に接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。
【００５４】
以上のように、本発明により高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、薄膜トランジスタ、記憶素子及びアンテナを含む本発明の半導体装置の作製方法について、図面を参照して説明する。本実施の形態で示す半導体装置は、非接触でデータの読み出しと書き込みが可能であることを特徴としており、データの伝送形式は、一対のコイルを対向に配置して相互誘導によって交信を行う電磁結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用して交信する電波方式の３つに大別されるが、いずれの方式を用いてもよい。
【００５６】
まず、基板４００の一表面に、剥離層４０１を形成する。基板４００は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁層を形成したもの、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性があるプラスチック基板等を用いるとよい。このような基板４００であれば、その面積や形状に大きな制限はないため、基板４００として、例えば、１辺が１メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。このような利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。なお、本工程では、剥離層４０１は、基板４００の全面に設けているが、必要に応じて、基板４００の全面に剥離層を設けた後に、フォトリソグラフィ法によりパターニングして、選択的に設けてもよい。また、基板４００に接するように剥離層４０１を形成しているが、必要に応じて、基板４００に接するように下地となる絶縁層を形成し、当該絶縁層に接するように剥離層４０１を形成してもよい。
【００５７】
剥離層４０１は、公知の手段（スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等）により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、鉛（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
【００５８】
剥離層４０１が単層構造の場合、例えば、タングステン層、モリブデン層またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。あるいは、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層またはタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。また、タングステンの酸化物は、酸化タングステンと表記することがある。
【００５９】
剥離層４０１が積層構造の場合、１層目としてタングステン層、モリブデン層またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、２層目として、タングステン、モリブデンまたはタングステンとモリブデンの混合物の酸化物、窒化物、酸化窒化物又は窒化酸化物を形成する。
【００６０】
なお、剥離層４０１として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化珪素を含む層を形成することで、タングステン層と酸化珪素層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。これは、タングステンの窒化物、酸化窒化物及び窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成するとよい。また、タングステンの酸化物は、ＷＯｘで表され、Ｘは２〜３であり、Ｘが２の場合（ＷＯ2）、Ｘが２．５の場合（Ｗ2Ｏ5）、Ｘが２．７５の場合（Ｗ4Ｏ11）、Ｘが３の場合（ＷＯ3）などがある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたＸの値に特に制約はなく、エッチングレート等を基に、どの酸化物を形成するかを決めるとよい。なお、エッチングレートとして最も良いものは、酸素雰囲気下で、スパッタリング法により形成するタングステンの酸化物を含む層（ＷＯｘ、０＜Ｘ＜３）である。従って、作製時間の短縮のため、剥離層として、酸素雰囲気下でスパッタリング法によりタングステンの酸化物を含む層を形成するとよい。
【００６１】
剥離層４０１上に下地膜として、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Physical Vapor Deposition）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition）などにより窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）を用いて下地膜１０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成し、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）を用いて下地膜１０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）積層する。また、塗布法、印刷法などによって絶縁層を形成しても良い。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて絶縁層４０２ａ、絶縁層４０２ｂを形成する。
【００６２】
絶縁層４０２ａ、絶縁層４０２ｂとしては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができ、単層でも２層、３層といった積層構造でもよい。なお本明細書中において酸化窒化珪素とは酸素の組成比が窒素の組成比より大きい物質であり、窒素を含む酸化珪素とも言える。同様に、窒化酸化珪素とは、窒素の組成比が酸素の組成比より大きい物質であり、酸素を含む窒化珪素とも言える。本実施の形態では、基板上にＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、Ｎ2及びＨ2を反応ガスとして窒化酸化珪素膜を膜厚５０ｎｍ形成し、ＳｉＨ4及びＮ2Ｏを反応ガスとして酸化窒化珪素膜を膜厚１００ｎｍで形成する。また窒化酸化珪素膜の膜厚を１４０ｎｍ、積層する酸化窒化珪素膜の膜厚を１００ｎｍとしてもよい。
【００６３】
次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。半導体膜は２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜すればよい。本実施の形態では、非晶質半導体膜を、レーザ結晶化し、結晶性半導体膜とするものを用いるのが好ましい。
【００６４】
半導体膜を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質半導体（以下「アモルファス半導体：ＡＳ」ともいう。）、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。
【００６５】
ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることが可能である。またＦ2、ＧｅＦ4を混合させても良い。この珪化物気体をＨ2、又は、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００〜２００℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体膜としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
【００６６】
非晶質半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体膜の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【００６７】
また、半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。
【００６８】
その他にも本発明に用いることができる有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような前駆体を経由する有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
【００６９】
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
【００７０】
半導体膜に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体膜の作製方法は、公知の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質半導体膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質半導体膜の含有水素濃度を１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質半導体膜にレーザ光を照射すると膜が破壊されてしまうからである。結晶化のための加熱処理は、加熱炉、レーザ照射、若しくはランプから発する光の照射（ランプアニールともいう）などを用いることができる。加熱方法としてＧＲＴＡ（Gas  Rapid  Thermal  Anneal）法、ＬＲＴＡ（Lamp  Rapid  Thermal  Anneal）法等のＲＴＡ法がある。
【００７１】
非晶質半導体膜への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体膜の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体膜の表面のぬれ性を改善し、非晶質半導体膜の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
【００７２】
連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力数Ｗ以上のレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜に照射する。このときのエネルギー密度は０．００１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、走査速度を０．５〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度（好ましくは１０〜２００ｃｍ／ｓｅｃ）とし、照射する。
【００７３】
レーザのビーム形状は、線状とすると好ましい。その結果、スループットを向上させることができる。またさらにレーザは、半導体膜に対して入射角θ（０＜θ＜９０度）を持たせて照射させるとよい。レーザの干渉を防止することができるからである。
【００７４】
このようなレーザと、半導体膜とを相対的に走査することにより、レーザ照射を行うことができる。またレーザ照射において、ビームを精度よく重ね合わせたり、レーザ照射開始位置やレーザ照射終了位置を制御するため、マーカを形成することもできる。マーカは非晶質半導体膜と同時に、基板上へ形成すればよい。
【００７５】
なおレーザは、連続発振またはパルス発振の気体レーザ、固体レーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザなどを用いることができる。気体レーザとして、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザなどがあり、固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、Ｙ2Ｏ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
【００７６】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を０．５ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行っても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜に照射してから半導体膜が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μm、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μm程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくとも薄膜トランジスタのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。
【００７７】
また、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光の照射により半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じるしきい値のばらつきを抑えることができる。
【００７８】
非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【００７９】
本実施の形態では、絶縁層４０２ｂ上に、非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜を結晶化させることによって結晶性半導体膜を形成する。非晶質半導体膜としては、ＳｉＨ4、Ｈ2の反応ガスにより形成する非晶質珪素を用いる。本実施の形態において、絶縁層４０２ａ、絶縁層４０２ｂ、非晶質半導体膜は、同チャンバー内で真空を破らずに３３０℃の同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成する。
【００８０】
非晶質半導体膜上に形成された酸化膜を除去した後、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を１０〜５０Å形成する。本実施の形態では、結晶化を助長する元素としてNiを用いる。Ｎｉ酢酸塩１０ｐｐｍを含有した水溶液をスピンコーティング法により塗布する。
【００８１】
本実施の形態では、熱処理をＲＴＡ法により７５０℃で３分間行った後、半導体膜上に形成される酸化膜を除去し、レーザ光を照射する。非晶質半導体膜は以上の結晶化処理により結晶化し、結晶性半導体膜として形成される。
【００８２】
金属元素を用いた結晶化を行った場合、金属元素を低減、又は除去するためにゲッタリング工程を施す。本実施の形態では、非晶質半導体膜をゲッタリングシンクとして金属元素を捕獲する。まず、結晶性半導体膜上に酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を形成する。酸化膜は加熱処理によって厚膜化することが望ましい。次いでプラズマＣＶＤ法（本実施の形態における条件３５０Ｗ、３５Ｐａ）を用いて、非晶質半導体膜を５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００８３】
その後、ＲＴＡ法により７４４℃で３分間熱処理を行い、金属元素を低減、又は除去する。熱処理は窒素雰囲気下で行ってもよい。そして、ゲッタリングシンクとなっていた非晶質半導体膜、及び非晶質半導体膜上に形成された酸化膜をフッ酸等により除去し、金属元素が低減、又は除去された結晶性半導体膜を得ることができる。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとなった非晶質半導体膜の除去をＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）を用いて行う。
【００８４】
このようにして得られた半導体膜に対して、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。この不純物元素のドーピングは、結晶化工程の前の非晶質半導体膜に行ってもよい。非晶質半導体膜の状態で不純物元素をドーピングすると、その後の結晶化のための加熱処理によって、不純物の活性化も行うことができる。また、ドーピングの際に生じる欠陥等も改善することができる。
【００８５】
次に結晶性半導体膜をマスクを用いてパターニングする。本実施の形態では結晶性半導体膜上に形成された酸化膜を除去した後、新たに酸化膜を形成する。そして、フォトマスクを作製し、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理により、半導体層４０３ａ、半導体層４０３ｂ、半導体層４０３ｃ、及び半導体層４０３ｄを形成する。
【００８６】
パターニングの際のエッチング加工は、プラズマエッチング（ドライエッチング）又はウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ4、ＮＦ3、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。
【００８７】
本発明において、配線層若しくは電極層を形成する導電層や、所定のパターンを形成するためのマスク層などを、液滴吐出法のような選択的にパターンを形成できる方法により形成してもよい。液滴吐出（噴出）法（その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。）は、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出（噴出）して所定のパターン（導電層や絶縁層など）を形成することができる。この際、被形成領域にぬれ性や密着性を制御する処理を行ってもよい。また、パターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。
【００８８】
本実施の形態において、用いるマスクは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いることもできる。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。液滴吐出法を用いる場合、いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
【００８９】
半導体層上の酸化膜を除去し、半導体層４０３ａ、半導体層４０３ｂ、半導体層４０３ｃ、及び半導体層４０３ｄを覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法などを用い、厚さを１０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁層としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素に代表される珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。また、絶縁層は窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜の３層の積層、酸化窒化珪素膜の単層、２層からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。さらに半導体層とゲート絶縁層の間に、膜厚１〜１００ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍ、さらに好ましくは２〜５ｎｍである膜厚の薄い酸化珪素膜を形成してもよい。薄い酸化珪素膜の形成方法としては、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等を用いて半導体領域表面を酸化し、熱酸化膜を形成することで、膜厚の薄い酸化珪素膜を形成することができる。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流に少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。本実施の形態では、ゲート絶縁層１０７として酸化窒化珪素膜を膜厚１１５ｎｍ形成する。
【００９０】
次いで、ゲート絶縁層上にゲート電極層として用いる膜厚２０〜１００nmの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜及び第２の導電膜は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の公知の手法により形成することができる。第１の導電膜及び第２の導電膜はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）から選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、第１の導電膜として膜厚５０nmのタングステン膜、第２の導電膜として膜厚５００nmのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、第３の導電膜として膜厚３０nmの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。本実施の形態では、第１の導電膜として窒化タンタル（ＴａＮ）を膜厚３０ｎｍ形成し、第２の導電膜としてタングステン（Ｗ）を膜厚３７０ｎｍ形成する。
【００９１】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、第１の導電膜及び第２の導電膜をパターニングし、第１のゲート電極層４０５ａ、第１のゲート電極層４０５ｂ、第１のゲート電極層４０５ｃ、及び第１のゲート電極層４０５ｄ、第２のゲート電極層４０６ａ、第２のゲート電極層４０６ｂ、第２のゲート電極層４０６ｃ、第２のゲート電極層４０６ｄを形成する。ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、第１のゲート電極層４０５ａ、第１のゲート電極層４０５ｂ、第１のゲート電極層４０５ｃ、及び第１のゲート電極層４０５ｄ、第２のゲート電極層４０６ａ、第２のゲート電極層４０６ｂ、第２のゲート電極層４０６ｃ、第２のゲート電極層４０５ｄを所望のテーパー形状を有するようにエッチングすることもできる。また、テーパー形状は、マスクの形状によっても角度等を制御することができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、ＳｉＣｌ4もしくはＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ4、ＣＦ5、ＳＦ6もしくはＮＦ3などを代表とするフッ素系ガス又はＯ2を適宜用いることができる。本実施の形態では、ＣＦ5、Ｃｌ2、Ｏ2からなるエッチング用ガスを用いて第２の導電膜のエッチングを行い、連続してＣＦ5、Ｃｌ2からなるエッチング用ガスを用いて第１の導電膜をエッチングする。
【００９２】
次に、フォトリソグラフィ法により、レジストからなるマスクを形成して、半導体層４０３ａ、半導体層４０３ｂ、半導体層４０３ｃに、イオンドープ法又はイオン注入法により、ｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加して、ｎ型不純物領域４４３ａ、ｎ型不純物領域４４３ｂ、ｎ型不純物領域４４３ｃを形成する。ｎ型を付与する不純物元素は、１５族に属する元素を用いれば良く、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を用いる。
【００９３】
次に、フォトリソグラフィ法によりレジストからなるマスクを形成して、半導体層４０３ｄに、ｐ型を付与する不純物元素を添加して、ｐ型不純物領域４１０とチャネル形成領域を形成する。Ｐ型を付与する不純物元素は、例えばボロン（Ｂ）を用いる。
【００９４】
次に、ゲート絶縁層と第１のゲート電極層４０５ａ、第１のゲート電極層４０５ｂ、第１のゲート電極層４０５ｃ、及び第１のゲート電極層４０５ｄ、第２のゲート電極層４０６ａ、第２のゲート電極層４０６ｂ、第２のゲート電極層４０６ｃ、第２のゲート電極層４０５ｄを覆うように、絶縁層を形成する。絶縁層は、公知の手段（プラズマＣＶＤ法やスパッタ法）により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む層や、有機樹脂などの有機材料を含む層を、単層又は積層して形成する。次に、絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、第１のゲート電極層４０５ａ、第１のゲート電極層４０５ｂ、第１のゲート電極層４０５ｃ、及び第１のゲート電極層４０５ｄ、第２のゲート電極層４０６ａ、第２のゲート電極層４０６ｂ、第２のゲート電極層４０６ｃ、第２のゲート電極層４０５ｄの側面に接する絶縁層（サイドウォールともよばれる）４０７ａ、絶縁層４０７ｂ、絶縁層４０７ｃ、絶縁層４０７ｄを形成する。また、絶縁層４０７ａ、絶縁層４０７ｂ、絶縁層４０７ｃ、絶縁層４０７ｄの作製と同時に、ゲート絶縁層もエッチングし、絶縁層４０４ａ、絶縁層４０４ｂ、絶縁層４０４ｃ、絶縁層４０４ｄを形成する。絶縁層４０４ａ、絶縁層４０４ｂ、絶縁層４０４ｃは、後にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いる。
【００９５】
次に、フォトリソグラフィ法により形成したレジストからなるマスクと、絶縁層４０４ａ、絶縁層４０４ｂ、絶縁層４０４ｃをマスクとして用いて、半導体層４０３ａ、半導体層４０３ｂ、半導体層４０３ｃにｎ型を付与する不純物元素を添加して、低濃度ｎ型不純物領域（ＬＤＤ領域ともよぶ）４０８ａ、低濃度ｎ型不純物領域４０８ｂ、低濃度ｎ型不純物領域４０８ｃ、高濃度不純物領域４０９ａ、高濃度不純物領域４０９ｂ、高濃度不純物領域４０９ｃとを形成する（図９（Ｃ）参照。）。低濃度ｎ型不純物領域４０８ａ、低濃度ｎ型不純物領域４０８ｂ、低濃度ｎ型不純物領域４０８ｃが含む不純物元素の濃度は、高濃度不純物領域４０９ａ、高濃度不純物領域４０９ｂ、高濃度不純物領域４０９ｃの不純物元素の濃度よりも低い。
【００９６】
なお、ＬＤＤ領域を形成するためには、ゲート電極を２層以上の積層構造として、当該ゲート電極にテーパーエッチングや異方性エッチングを行って、当該ゲート電極を構成する下層の導電層をマスクとして用いる手法と、サイドウォールの絶縁層をマスクとして用いる手法がある。前者の手法を採用して形成された薄膜トランジスタは、ゲート絶縁膜を介してＬＤＤ領域をゲート電極と重ねて配置させた構造となっているが、この構造は、ゲート電極のテーパーエッチングや異方性エッチングを利用するために、ＬＤＤ領域の幅を制御することが難しく、エッチング工程が良好に行われなければ、ＬＤＤ領域を形成することが出来ない場合がある。一方、後者のサイドウォールの絶縁層をマスクとして用いる手法は、前者の手法と比較すると、ＬＤＤ領域の幅の制御が容易であり、また、ＬＤＤ領域を確実に形成することができる。
【００９７】
不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザ光の照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁層へのプラズマダメージやゲート絶縁層と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。
【００９８】
次いで、パッシベーション膜として水素を含む絶縁層４１１を形成する。この絶縁層４１１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。絶縁層４１１は窒化珪素膜に限定されるものでなく、プラズマＣＶＤを用いた窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜でもよく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００９９】
さらに、窒素雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、４００〜５００℃で行う。この工程は絶縁層４１１に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。
【０１００】
絶縁層４１１は窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。
【０１０１】
次いで、層間絶縁層となる絶縁層４１２を形成する（図９（Ｄ）参照。）。本発明において、平坦化のために設ける層間絶縁膜としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されている。こうした絶縁層の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。
【０１０２】
本実施の形態では、絶縁層４１２の材料としては、シロキサン樹脂を用いる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【０１０３】
絶縁層４１２は、ディップ、スプレー塗布、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ＣＶＤ法、蒸着法等を採用することができる。液滴吐出法により絶縁層１０９を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また、液滴吐出法のようにパターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。スピンコート、また、無機材料を用いてもよく、その際には、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、を用いることができる。
【０１０４】
絶縁層４１２は、シロキサン樹脂の他に、耐熱性が高く、平坦化性がよいものであれば、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ膜など）、感光性または非感光性の有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど）、低誘電率であるＬｏｗ  ｋ材料などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。
【０１０５】
次いで、レジストからなるマスクを用いて絶縁層４１２、絶縁層４１１に半導体層に達するコンタクトホール（開口部）を形成する。
【０１０６】
導電膜を形成し、導電膜をエッチングして各ソース領域又はドレイン領域である不純物領域の一部とそれぞれ電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４１３ａ、配線層４１３ｂ、配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ、配線層４１５ａ、配線層４１５ｂ、配線層４１５ｃを形成する。配線層４１３ａ、配線層４１３ｂ、配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ、配線層４１５ａ、配線層４１５ｂ、配線層４１５ｃは、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法、電界メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。配線層４１３ａ、配線層４１３ｂ、配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ、配線層４１５ａ、配線層４１５ｂ、配線層４１５ｃの材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としても良い。本実施の形態では、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔｉを積層したのち、所望の形状にパターニングして、配線層４１３ａ、配線層４１３ｂ、配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ、配線層４１５ａ、配線層４１５ｂ、配線層４１５ｃを形成する。また、配線層４１４ａ、配線層４１４ｂは、記憶素子を構成する第１の導電層としても機能する。
【０１０７】
上記工程を経て、後に記憶素子に接続するｎ型の薄膜トランジスタ４１６ａ及びｎ型の薄膜トランジスタ４１６ｂ、後にアンテナとして機能する導電層と接続するＣＭＯＳ構造のｎ型の薄膜トランジスタ４１７ａ及びｐ型の薄膜トランジスタ４１７ｂが完成する（図１０（Ａ）参照。）。
【０１０８】
本実施の形態に限定されず、薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。またソース、ドレイン領域の一方または両方にシリサイド層を形成してもよい。シリサイド層の材料としては、ニッケル、タングステン、モリブデン、コバルト、白金等を用いることができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（プレーナー型、順スタガ型）、ボトムゲート型（逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。
【０１１０】
配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ、配線層４１５ａの一部に開口部を有して絶縁層（隔壁、土手とも呼ばれる）４２０を形成する。絶縁層４２０としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサンの絶縁材料で形成することができる。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの有機材料、シロキサンポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。作製法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）を用いることもできる。塗布法で得られるＴＯＦ膜やＳＯＧ膜なども用いることができる。
【０１１１】
また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層などを、組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸をならすように軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしたりしてもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。
【０１１２】
配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ上に絶縁層４２１、導電層４２２が積層される。また、配線層４１５ａ上にも導電層４２２と同工程で配線層４２５が形成される。
【０１１３】
絶縁層４２１は、有機絶縁物、電気的作用または光学的作用により導電性が変化する有機化合物、無機絶縁物、又は有機化合物と無機化合物とが混合してなる層で形成する。絶縁層４２１は、単層で設けてもよいし、複数の層を積層させて設けてもよい。また、有機化合物と無機化合物との混合層及び他の電気的作用または光学的作用により導電性が変化する有機化合物からなる層とを積層させて設けてもよい。
【０１１４】
絶縁層４２１を構成することが可能な無機絶縁物としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等を用いることができる。
【０１１５】
絶縁層４２１を構成することが可能な有機絶縁物としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ベンゾシクロブテン、エポキシ等に代表される有機樹脂を用いることができる。
【０１１６】
また、絶縁層４２１を構成することが可能な、電気的作用または光学的作用により導電性が変化する有機化合物としては、正孔輸送性が高い有機化合物材料又は電子輸送性が高い有機化合物材料を用いることができる。
【０１１７】
正孔輸送性の高い有機化合物材料としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物やフタロシアニン（略称：Ｈ2Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性が高い物質であれば、上記の物質以外のものを用いてもよい。
【０１１８】
なお、有機化合物と無機化合物との混合層を設ける場合には、正孔輸送性の高い有機化合物材料と電子を受け取りやすい無機化合物材料とを混合させることが好ましい。このような構成とすることによって、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くのホールキャリアが発生し、極めて優れたホール注入性・輸送性を示す。その結果、有機化合物層は優れた導電性を得ることが可能となる。
【０１１９】
電子を受け取りやすい無機化合物材料として、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属の金属酸化物、金属窒化物または金属酸化窒化物を用いることができる。具体的には、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、ニオブ酸化物（ＮｂＯｘ）、コバルト酸化物（Ｃｏｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、ニッケル酸化物（ＮｉＯｘ）、銅酸化物（ＣｕＯｘ）等を用いることができる。また、ここでは具体例として酸化物を例に挙げたが、もちろんこれらの窒化物や酸化窒化物を用いてもよい。
【０１２０】
電子輸送性の高い有機化合物材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記の物質以外のものを用いてもよい。
【０１２１】
なお、有機化合物と無機化合物との混合層を設ける場合には、電子輸送性の高い有機化合物材料と電子を与えやすい無機化合物材料とを混合させることが好ましい。このような構成とすることによって、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くの電子キャリアが発生し、極めて優れた電子注入性・輸送性を示す。その結果、有機化合物層は優れた導電性を得ることが可能となる。
【０１２２】
電子を与えやすい無機化合物材料として、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物を用いることができる。具体的には、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）、ストロンチウム酸化物（ＳｒＯｘ）、バリウム酸化物（ＢａＯｘ）、エルビウム酸化物（ＥｒＯｘ）、ナトリウム酸化物（ＮａＯｘ）、リチウム窒化物（ＬｉＮｘ）、マグネシウム窒化物（ＭｇＮｘ）、カルシウム窒化物（ＣａＮｘ）、イットリウム窒化物（ＹＮｘ）、ランタン窒化物（ＬａＮｘ）等を用いることができる。
【０１２３】
さらには、無機化合物材料として、有機化合物から電子を受け取りやすい無機化合物材料または有機化合物に電子を与えやすい無機化合物材料であれば何でもよく、アルミニウム酸化物（ＡｌＯｘ）、ガリウム酸化物（ＧａＯｘ）、ケイ素酸化物（ＳｉＯｘ）、ゲルマニウム酸化物（ＧｅＯｘ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等のほか、種々の金属酸化物、金属窒素化物または金属酸化窒化物を用いることができる。
【０１２４】
また、絶縁層４２１が金属酸化物または金属窒化物の中から選ばれた化合物と正孔輸送性の高い化合物とから形成される場合、さらに立体障害の大きな（平面構造とは異なり空間的な広がりを有する構造をもつ）化合物を加えた構成としてもよい。立体障害の大きな化合物としては、５，６，１１，１２−テトラフェニルテトラセン（略称：ルブレン）が好ましい。但し、これ以外に、ヘキサフェニルベンゼン、ｔ−ブチルペリレン、９，１０−ジ（フェニル）アントラセン、クマリン５４５Ｔ等も用いることができる。この他、デンドリマー等も有効である。
【０１２５】
さらには、電子輸送性の高い有機化合物材料で形成される層と、正孔輸送性の高い有機化合物材料層との間に、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）等の発光物質を設けてもよい。
【０１２６】
また、絶縁層４２１には、光学的作用により、電気抵抗が変化する材料を用いることができる。例えば、光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることができる。共役高分子として、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンエチニレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤としては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ6塩等を用いることができる。
【０１２７】
絶縁層４２１は、蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて形成することができる。また、有機化合物と無機化合物とを含む混合層は、各々の材料を同時に成膜することにより形成することができ、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法、抵抗加熱蒸着とスパッタリングによる成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種の方法を組み合わせて形成することができる。他の形成方法として、スピンコート法、ゾル−ゲル法、印刷法または液滴吐出法等を用いてもよいし、上記方法とこれらを組み合わせて絶縁層４２１を形成してもよい。
【０１２８】
なお、絶縁層４２１は、電気的作用又は光学的作用により記憶素子の導電性が変化する膜厚で形成する。
【０１２９】
導電層４２２、配線層４２５は、配線層４１４ａ、配線層４１４ｂと同様な材料を用いることができ、同様な工程で形成できる。本実施の形態において、記憶素子へのデータの書き込みは電気的作用または光学的作用を加えることによって行うが、光学的作用によりデータの書き込みを行う場合、配線層４１４ａ及び配線層４１４ｂ、または導電層４２２のうち、一方または両方は透光性を有するように設ける。透光性を有する導電層は、透明な導電性材料を用いて形成するか、または、透明な導電性材料でなくても光を透過する厚さで形成する。透明な導電性材料としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。ＩＴＯ及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯと記す）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。
【０１３０】
記憶素子４２４ａは配線層４１４ａ上に、絶縁層４２１及び導電層４２２が積層して構成され、記憶素子４２４ｂは、配線層４１４ｂ上に、絶縁層４２１及び導電層４２２が積層して設けられている。また、導電層４２２を覆って保護膜として機能する絶縁層４２３が形成されている（図１０（Ｂ）参照。）。また、記憶素子４２４ａ、記憶素子４２４ｂが形成される配線層４１４ａ、配線層４１４ｂは、薄膜トランジスタ４１６ａ、薄膜トランジスタ４１６ｂそれぞれのソース領域又はドレイン領域に、接続されている。すなわち、記憶素子はそれぞれひとつの薄膜トランジスタに接続されている。また、絶縁層４２１が配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ及び絶縁層４２０を覆うように全面に形成されているが、各記憶素子に選択的に形成されていてもよい。
【０１３１】
配線層４１４ａ、配線層４１４ｂ、導電層４２２の材料には導電性の高い元素や化合物等用いる。本実施の形態で絶縁層４２１の材料には電気的作用や光学的作用により、結晶状態や導電性、形状が変化する物質を用いる。上記構成を有する記憶素子は電圧印加前後で導電性が変化するので、「初期状態」と「導電性変化後」とに対応した２つの値を記憶させることができる。
【０１３２】
絶縁層４２３は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサンの絶縁材料で形成することができる。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの有機材料、シロキサンポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。作製法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）を用いることもできる。塗布法で得られるＴＯＦ膜やＳＯＧ膜なども用いることができる。また、炭素膜、ＤＬＣ膜を用いてもよい。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、絶縁層４２１が耐熱性の低い材料であっても上方に容易に成膜することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ2Ｈ4ガスとＮ2ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高い。
【０１３３】
また、本実施の形態では、上記構成において、配線層４１４ａ、配線層４１４ｂと、絶縁層４２１との間に、整流性を有する素子を設けてもよい。整流性を有する素子とは、ゲート電極とドレイン電極を接続したトランジスタ、またはダイオードである。このように、整流性があるダイオードを設けることにより、１つの方向にしか電流が流れないために、誤差が減少し、読み出しマージンが向上する。なお、整流性を有する素子は、絶縁層４２１と導電層４２２との間に設けてもよい。
【０１３４】
以上の工程によって、基板４００上に薄膜回路部４３０が形成される。
【０１３５】
次に、剥離層４０１が露出するように、フォトリソグラフィ法により絶縁層をエッチングして、開口部４２６ａ、開口部４２６ｂを形成する（図１１（Ａ））。
【０１３６】
次に、開口部４２６ａ、開口部４２６ｂにエッチング剤を導入して、剥離層４０１を除去する（図１１（Ｂ））。エッチング剤は、フッ化ハロゲン又はハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。例えば、フッ化ハロゲンを含む気体として三フッ化塩素（ＣｌＦ3）を使用する。そうすると、薄膜回路部４３０は、基板４００から剥離された状態となる。なお、剥離層４０１は、全て除去せず一部分を残存させておいてもよい。こうすることによって、処理時間を短縮することが可能となる。
【０１３７】
薄膜回路部４３０が剥離された基板４００は、コストの削減のために、再利用するとよい。実施の形態１で示したように、薄膜回路部４３０の一方の面を、転写用基板４４５に接着させて、基板４００から完全に剥離し、薄膜回路部４３０の配線層４２５が露出していない絶縁層４０２ａの面に第１の基板４２７を接着する。（図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）参照。）。
【０１３８】
次に、絶縁層４２８を印刷法によって形成する。各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷などを用いることができる。本実施の形態ではスクリーン印刷法を用いる。金網（メッシュ）４３１及びマスク用の乳剤４４２が枠に設けられたスクリーン印刷版を絶縁層４２３上に設ける。次に、スクリーン印刷版上に組成物（ペースト）４３２を設け、スキージ４３３やローラー等を用いて組成物（ペースト）４３８を押し出す。この結果、絶縁層４２３上に組成物（ペースト）を塗布印刷することができる。なお、スキージやローラーでペーストを押し出す前に、スクレッパでペーストをスクリーン印刷版上に広げてもよい。印刷塗布された組成物（ペースト）を乾燥・焼成することで、開口部４２９を有する絶縁層４２８を形成することができる（図１２（Ｂ）参照。）。
【０１３９】
次に、アンテナとして機能する導電層４３５を印刷法によって形成する。本実施の形態では、導電層４３５を形成する前に、導電層４３５の被形成領域の組成物に対するぬれ性を制御する前処理を行う。ぬれ性の程度は、形成する導電層の線幅やパターン形状、膜厚によって適宜設定すればよく、以下に示す処理によってぬれ性を制御することができる。
【０１４０】
固体表面のぬれ性は、表面の状態に影響をうける。液状の組成物に対して、ぬれ性が低い物質を形成するとその表面は液状の組成物に対してぬれ性の低い領域（以下、低ぬれ性領域ともいう）となり、逆に液状の組成物に対して、ぬれ性の高い物質を形成するとその表面は、液状の組成物に対してぬれ性の高い領域（以下、高ぬれ性領域ともいう）となる。本発明において表面のぬれ性を制御するという処理は、液状の組成物の付着領域を、液状の組成物に対して所望の形状の形成物を形成するのに適した状態とすることである。
【０１４１】
ぬれ性の程度は接触角の値にも影響する。液状の組成物の接触角が大きい領域はよりぬれ性が低い領域（以下、低ぬれ性領域ともいう）となり、接触角が小さい領域はぬれ性の高い領域（以下、高ぬれ性領域ともいう）となる。接触角が大きいと、流動性を有する液状の組成物は、領域表面上で広がらず、組成物をはじくので、表面をぬらさないが、接触角が小さいと、表面上で流動性を有する組成物は広がり、よく表面をぬらすからである。よって、ぬれ性が異なる領域は、表面エネルギーも異なる。ぬれ性が低い領域における表面の、表面エネルギーは小さく、ぬれ性の高い領域表面における表面エネルギーは大きい。
【０１４２】
まず、ぬれ性制御物質を形成し、被形成領域表面のぬれ性を低めるように制御する方法を示す。このようなぬれ性制御物質として、フッ化炭素基（フッ化炭素鎖）を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。シランカップリング剤は、Ｒｎ−Ｓｉ−Ｘ(4-n)（ｎ＝１、２、３）の化学式で表される。ここで、Ｒは、アルキル基などの比較的不活性な基を含む物である。また、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など、基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。
【０１４３】
また、シランカップリング剤の代表例として、Ｒにフルオロアルキル基を有するフッ素系シランカップリング剤（フルオロアルキルシラン（ＦＡＳ））を用いることにより、よりぬれ性を低めることができる。ＦＡＳのＲは、（ＣＦ3）（ＣＦ2）x（ＣＨ2）y（ｘ：０以上１０以下の整数、ｙ：０以上４以下の整数）で表される構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。代表的なＦＡＳとしては、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下、ＦＡＳともいう。）が挙げられる。
【０１４４】
ぬれ性制御物質として、シランカップリング剤のＲにフッ化炭素鎖を有さず、アルキル基を有す物質も用いることができ、例えば有機シランとしてオクタデシルトリメトキシシラン等を用いることができる。
【０１４５】
ぬれ性制御物質を含む溶液の溶媒としては、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒又はテトラヒドロフランなどを用いる。
【０１４６】
また、低ぬれ性領域を形成するぬれ性制御物質の一例として、フッ化炭素（フルオロカーボン）鎖を有する材料（フッ素系樹脂）を用いることができる。フッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；四フッ化エチレン樹脂）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ；四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、パーフルオロエチレンプロペンコーポリマー（ＰＦＥＰ；四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂）、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ；四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ；フッ化ビニリデン樹脂）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン樹脂）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ；フッ化ビニル樹脂）等を用いることができる。
【０１４７】
また、無機材料、有機材料にＣＦ4プラズマ等による処理を行うと、ぬれ性を低めることができる。例えば、有機材料としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のような水溶性樹脂を、Ｈ2Ｏ等の溶媒に混合した材料を用いることができる。また、ＰＶＡと他の水溶性樹脂を組み合わせて使用してもよい。有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル）やシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。
【０１４８】
本実施の形態では、ぬれ性制御物質４３４としてＦＡＳをスピンコート法により絶縁層４２８及び配線層４２５上に形成し、導電層被形成領域のぬれ性を調整する。このぬれ性は後工程で形成する導電層を構成する液状の導電性材料を含む組成物に対してである。また、ぬれ性制御物質４３４として、ＦＡＳ試薬を含む密閉容器に基板を封入し、５０度〜２００度、好ましくは１００〜２００度で５分以上加熱して、ＦＡＳを絶縁層４２８及び配線層４２５表面に吸着させて形成することもできる。ぬれ性制御物質４３４は、その形成方法により膜として連続して形成されない場合もある。また、ぬれ性制御物質４３４は導電層４３５の被形成領域及びその近傍に選択的に形成してもよい。導電層４３５を所望なパターンに形成後、残存するぬれ性制御物質を残してもよいし、不必要な部分は除去してしまってもよい。除去は、酸素等によるアッシング、エッチングなどにより除去すればよい。
【０１４９】
ぬれ性制御物質４３４によって、ぬれ性の制御された領域に、印刷法を用いて導電層４３５を形成する。各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷、又は液滴吐出法などを用いることができる。本実施の形態ではスクリーン印刷法を用いる。絶縁層４２８同様、金網（メッシュ）４３７及びマスク用の乳剤４３６が枠に設けられたスクリーン印刷版を絶縁層４２８及び配線層４２５上に設ける。次に、スクリーン印刷版上に組成物（ペースト）４３８を設け、スキージ４３９やローラー等を用いて組成物（ペースト）４３８を、開口部４２９へ押し出す。この結果、配線層４２５上に組成物（ペースト）を塗布印刷することができる。なお、スキージやローラーでペーストを押し出す前に、スクレッパでペーストをスクリーン印刷版上に広げてもよい。印刷塗布された組成物（ペースト）を乾燥・焼成することで、導電層４３５を形成することができる（図１３参照。）。以上のぬれ性の制御は、本明細書中の印刷法や液滴吐出法で導電層、絶縁層を形成する場合、用いることができる。
【０１５０】
導電層４３５及び薄膜回路部３３０を覆うように絶縁層４４０を形成し、可撓性を有する基板４４１で封止し半導体装置を作製する（図１４参照。）。本実施の形態では、絶縁層４４０を導電層４３５と同様にスクリーン印刷法によって形成する。
【０１５１】
以上のように、本発明により高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる。
【０１５２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で示す記憶装置を有する半導体装置の他の例に関して図面を用いて説明する。
【０１５３】
本実施の形態で示す半導体装置は、非接触でデータの読み出しと書き込みが可能であることを特徴としており、データの伝送形式は、一対のコイルを対向に配置して相互誘導によって交信を行う電磁結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用して交信する電波方式の３つに大別されるが、いずれの方式を用いてもよい。
【０１５４】
次に、パッシブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置の一構成例に関して図１５を用いて説明する。
【０１５５】
図１５はパッシブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置を示しており、基板４５０上にトランジスタ４６６ａ、トランジスタ４６６ｂ、トランジスタ４６７ａ、トランジスタ４６７ｂが設けられ、絶縁層４８１、絶縁層４８２を介してトランジスタの上方に記憶素子４７４ａ、記憶素子４７４ｂが設けられ、トランジスタ４６７ａ及びトランジスタ４６７ｂと接続する配線層４７３、配線層４８０上にアンテナとして機能する導電層４８５が設けられている。
【０１５６】
記憶素子４７４ａはトランジスタ４６６ｂと接続する第１の導電層４６４上に、絶縁層４６１ａ及び第２の導電層４７２ａが積層して構成され、記憶素子４７４ｂは、第１の導電層４６４上に、絶縁層４６１ｂ及び第２の導電層４７２ｂが積層して設けられている。また、第２の導電層４７２ａ、４７２ｂ、導電層４８５を覆って保護膜として機能する絶縁層４８３が形成され、絶縁層４８３上に絶縁層４９０を設けて基板４９１によって封止されている。また、複数の記憶素子４７４ａ、４７４ｂが形成される第１の導電層４６４は、トランジスタ４６６ｂひとつのソース電極層又はドレイン電極層に、接続されている。すなわち、記憶素子は同じひとつのトランジスタに接続されている。また、絶縁層４６１ａ、絶縁層４６１ｂは記憶素子ごとに絶縁層を分離するための隔壁となる絶縁層を設けているが、隣接する記憶素子において横方向への電界の影響が懸念されない場合は、全面に形成してもよい。なお、記憶素子４７４ａ、４７４ｂは上記実施の形態で示した材料または作製方法を用いて形成することができる。
【０１５７】
次に、アンテナとして機能する導電層を薄膜回路部下方に設けるアクティブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置の一構成例に関して図１６を用いて説明する。
【０１５８】
図１６はアクティブマトリクス型の記憶装置を有する半導体装置を示しており、基板５４１上にトランジスタ５１６ａ、トランジスタ５１６ｂ、トランジスタ５１７ａ、トランジスタ５１７ｂが設けられ、トランジスタの上方に記憶素子５２４ａ、記憶素子５２４ｂが設けられている。トランジスタ５１７ａ及びトランジスタ５１７ｂと接続する配線層５２３は、絶縁層に設けられたコンタクトホールに形成され、トランジスタ５１７ａ及びトランジスタ５１７ｂ下方に設けられたアンテナとして機能する導電層４８５と電気的に接続する。また導電層５３５ｂもアンテナとして機能する。一方は、記憶素子５２４ａ、記憶素子５２４ｂを覆って保護膜として機能する絶縁層５１３が形成され、絶縁層５１３上に絶縁層５３２を設けて基板５００によって封止され、他方は導電層５３５ａ、導電層５３５ｂを覆って絶縁層５４０が形成され、基板５４１で封止されている。
【０１５９】
アクティブマトリクス型であるので、実施の形態２で示した半導体装置と同様に、記憶素子はそれぞれひとつのトランジスタに接続されている。なお、記憶素子５２４ａ、５２４ｂは上記実施の形態で示した材料または作製方法を用いて形成することができる。
【０１６０】
このように、記憶装置およびアンテナを備えた半導体装置を形成することができる。また、本実施の形態では、基板上に薄膜トランジスタを形成して素子形成層を設けることもできるし、基板としてＳｉ等の半導体基板を用いて、基板上に電界効果トランジスタを形成することによって素子形成層を設けてもよい。また、基板としてＳＯＩ基板を用いて、その上に素子形成層を設けてもよい。この場合、ＳＯＩ基板はウェハの貼り合わせによる方法や酸素イオンをＳｉ基板内に打ち込むことにより内部に絶縁層を形成するＳＩＭＯＸと呼ばれる方法を用いて形成すればよい。またトランジスタに接続するセンサを設けてもよい。
【０１６１】
また、薄膜回路部は蒸着、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法または液滴吐出法等を用いて形成することができる。なお、各場所によって異なる方法を用いて形成してもかまわない。例えば、高速動作が必要とされるトランジスタは基板上にＳｉ等からなる半導体層を形成した後に熱処理により結晶化させて設け、その後、素子形成層の上方にスイッチング素子として機能するトランジスタを印刷法や液滴吐出法を用いて有機トランジスタとして設けることができる。
【０１６２】
なお、トランジスタに接続するセンサを設けてもよい。センサとしては、温度、湿度、照度、ガス（気体）、重力、圧力、音（振動）、加速度、その他の特性を物理的又は化学的手段により検出する素子が挙げられる。センサは、代表的には抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの半導体素子で形成される。
【０１６３】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。また本実施の形態で示した、基板４５０、基板４９１、基板５００、基板５４１は、可撓性を有する基板を用いており、可撓性を有する基板上に接着し、設置することで、可撓性を有する半導体装置を得ることができる。可撓性を有する基板とは、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどに相当する。フィルムは、熱圧着により、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。また、基板に接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。
【０１６４】
以上のように、本発明により高性能、高信頼性の半導体装置を低コストで、歩留まりよく作製することができる
【０１６５】
（実施の形態４）
本実施形態の半導体装置の構成について、図１７を参照して説明する。図１７に示すように、本発明の半導体装置２０は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路１１、クロック発生回路１２、データ復調／変調回路１３、他の回路を制御する制御回路１４、インターフェース回路１５、記憶回路１６、データバス１７、アンテナ（アンテナコイル）１８、センサ２１、センサ回路２２を有する。
【０１６６】
電源回路１１は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、半導体装置２０の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路１２は、アンテナ１８から入力された交流信号を基に、半導体装置２０の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調／変調回路１３は、リーダライタ１９と交信するデータを復調／変調する機能を有する。制御回路１４は、記憶回路１６を制御する機能を有する。アンテナ１８は、電磁界或いは電波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ１９は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、半導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
【０１６７】
記憶回路１６は、一対の導電層間に絶縁層又は相変化層が挟まれた記憶素子を有することを特徴とする。なお、記憶回路１６は、一対の導電層間に絶縁層又は相変化層が挟まれた記憶素子のみを有していてもよいし、他の構成の記憶回路を有していてもよい。他の構成の記憶回路とは、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＲＡＭ、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリから選択される１つ又は複数に相当する。
【０１６８】
センサ２１は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの半導体素子で形成される。センサ回路２２はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して制御回路１４に信号を出力する。
【０１６９】
（実施の形態５）
本発明によりプロセッサチップ（無線チップ、無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。本発明の半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。
【０１７０】
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指し、プロセッサチップ９０を設けることができる（図１８（Ａ）参照）。証書類とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサチップ９１を設けることができる（図１８（Ｂ）参照）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサチップ９７を設けることができる（図１８（Ｃ）参照）。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指し、プロセッサチップ９３を設けることができる（図１８（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサチップ９４を設けることができる（図１８（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指、プロセッサチップ９５を設けることができる（図１８（Ｆ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサチップ９６を設けることができる（図１８（Ｇ）参照）。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話等を指す。
【０１７１】
本発明の半導体装置は、プリント基板に実装したり、表面に貼ったり、埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりして、各物品に固定される。本発明の半導体装置は、小型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後も、その物品自体のデザイン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に本発明の半導体装置を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に本発明の半導体装置を設けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。
【０１７２】
また、物の管理や流通のシステムに応用することが可能な例を、図２１を用いて説明する。ここでは、商品へプロセッサチップを実装する例を説明する。図２１（Ａ）に示すように、ビール瓶３４００にラベル３４０１を用いてプロセッサチップ３４０２を実装する。
【０１７３】
プロセッサチップ３４０２には、製造日、製造場所、使用材料等の基本事項を記録する。このような基本事項は、書き換える必要がないためマスクＲＯＭや本発明の記憶素子等の書き換え不能な記憶素子（メモリ）を用いて記録するとよい。製造日、製造場所、使用材料等の基本事項は、消費者が商品を購入する際に正確に入手したい情報である。このような情報を書き換え不可能な記憶素子に記録するということによって、情報の改ざんなどを防ぐことができるので、消費者へ信頼性のある正確な情報を伝達することができる。加えてプロセッサチップ３４０２には、各ビール瓶の配送先、配送日時等の個別事項を記録する。例えば、図２１（Ｂ）に示すように、ビール瓶３４００がベルトコンベア３４１２により流れ、ライタ装置３４１３を通過するときに、各配送先、配送日時を記録することができる。このような個別事項は、ＥＥＲＯＭ等の書き換え、消去可能なメモリを用いて記録するとよい。
【０１７４】
また配達先から購入された商品情報がネットワークを通じて物流管理センターへ送信されると、この商品情報に基づき、ライタ装置又は当該ライタ装置を制御するパーソナルコンピュータ等が配送先や配送日時を算出し、プロセッサチップへ記録するようなシステムを構築するとよい。
【０１７５】
また配達はケース毎に行われるため、ケース毎、又は複数のケース毎にプロセッサチップを実装し、個別事項を記録することもできる。
【０１７６】
このような複数の配達先が記録されうる商品は、プロセッサチップを実装することにより、手作業で行う入力にかかる時間を削減でき、それに起因した入力ミスを低減することができる。加えて物流管理の分野において最もコストのかかる人件費用を削減することができる。従って、プロセッサを実装したことにより、ミスの少ない、低コストな物流管理を行うことができる。
【０１７７】
さらに配達先において、ビールに合う食料品や、ビールを使った料理法等の応用事項を記録してもよい。その結果、食料品等の宣伝を兼ねることができ、消費者の購買意欲を高めることができる。このような応用事項は、ＥＥＲＯＭ等の書き換え、消去可能なメモリを用いて記録するとよい。このようにプロセッサチップを実装することにより、消費者へ提供できる情報を増大させることができるため、消費者は安心して商品を購入することができる。
【０１７８】
次に、本発明の半導体装置を実装した電子機器の一態様について図面を参照して説明する。ここで例示する電子機器は携帯電話機であり、筐体２７００、２７０６、パネル２７０１、ハウジング２７０２、プリント配線基板２７０３、操作ボタン２７０４、バッテリ２７０５を有する（図１７（Ｂ）参照）。パネル２７０１はハウジング２７０２に脱着自在に組み込まれ、ハウジング２７０２はプリント配線基板２７０３に嵌着される。ハウジング２７０２はパネル２７０１が組み込まれる電子機器に合わせて、形状や寸法が適宜変更される。プリント配線基板２７０３には、パッケージングされた複数の半導体装置が実装されており、このうちの１つとして、本発明の半導体装置を用いることができる。プリント配線基板２７０３に実装される複数の半導体装置は、コントローラ、中央処理ユニット（ＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、電源回路、音声処理回路、送受信回路等のいずれかの機能を有する。
【０１７９】
パネル２７０１は、接続フィルム２７０８を介して、プリント配線基板２７０３と一体化される。上記のパネル２７０１、ハウジング２７０２、プリント配線基板２７０３は、操作ボタン２７０４やバッテリ２７０５と共に、筐体２７００、２７０６の内部に収納される。パネル２７０１が含む画素領域２７０９は、筐体２７００に設けられた開口窓から視認できるように配置されている。
【０１８０】
上記の通り、本発明の半導体装置は、小型、薄型、軽量であることを特徴としており、上記特徴により、電子機器の筐体２７００、２７０６内部の限られた空間を有効に利用することができる。
【０１８１】
また、本発明の半導体装置は、一対の導電層間に絶縁層が挟まれた単純な構造の記憶素子を有するため、安価な半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。また、本発明の半導体装置は高集積化が容易なため、大容量の記憶回路を有する半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。
【０１８２】
また、本発明の半導体装置が有する記憶装置は、光学的作用又は電気的作用によりデータの書き込みを行うものであり、不揮発性であって、データの追記が可能であることを特徴とする。上記特徴により、書き換えによる偽造を防止することができ、新たなデータを追加して書き込むことができる。従って、高機能化と高付加価値化を実現した半導体装置を用いた電子機器を提供することができる。
【０１８３】
なお、筐体２７００、２７０６は、携帯電話機の外観形状を一例として示したものであり、本実施の形態に係る電子機器は、その機能や用途に応じて様々な態様に変容しうる。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明を説明する概念図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図１１】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図１２】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図１３】本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。
【図１４】本発明の半導体装置を説明する図。
【図１５】本発明の半導体装置を説明する図。
【図１６】本発明の半導体装置を説明する図。
【図１７】本発明の半導体装置の適用例を説明する図。
【図１８】本発明の半導体装置の適用例を説明する図。
【図１９】本発明に適用することのできる液滴吐出装置の構成を説明する図。
【図２０】本発明の半導体装置を説明する図。
【図２１】本発明の半導体装置の適用例を説明する図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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